Fransa Füzyon Reaktörünü Çalıştırmada Yeni Bir Dünya Rekoru Kırdı
Fransa’nın WEST tokamak’ı, sıcak plazmayı 1.337 saniye, yani 22 dakikadan biraz fazla bir süre boyunca tuttu. Bu performans önemli çünkü uzun ve istikrarlı plazma çalışması, gelecekteki nükleer füzyon santralleri için temel bir gereklilik.
Koşu ayrıca Çin’in EAST’inin haftalar önce belirlediği rekoru da geçerek süreyi yaklaşık yüzde 25 oranında iyileştirdi.
Araştırmacılar, makinenin iç yüzeylerinde bozulma olmadan zorlu çalışma koşullarına dayanabildiklerini gösterdi.
Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatifleri CEA’nın Temel Araştırma Direktörü Anne -Isabelle Etienvre , sonucu bildirdi.
Plazma ve nükleer füzyon
WEST’in içinde fizikçiler, yüklü parçacıklardan oluşan hızlı hareket eden bir gazı kontrol altına almak için güçlü manyetik alanlar kullandılar.
Plazma hapsedilirken, ısı ve parçacık çıkışı yönetilerek plazmaya bakan parçaların arızalanması önlendi.
Etienvre, “WEST, 2 MW ısıtma gücü enjeksiyonu yoluyla hidrojen plazmasını yirmi dakikadan uzun süre koruyarak yeni bir önemli teknolojik dönüm noktasına ulaştı” dedi.
Bu, reaksiyonun devam etmesini sağlamak için birkaç megavatlık ısı enjekte edilerek gerçekleştirildi.
Buradaki zorluk kontroldür. Plazma her türlü hatayı geri püskürtür ve ekip tepki vermezse küçük dengesizlikler hızla büyüyebilir.
Tokamak ne yapar?
Tokamak, halka şeklinde bir manyetik şişedir. Alanları, yüklü parçacıkların duvarlara çarpmak yerine torusun etrafında dönmesini sağlar.
Bu yaklaşıma manyetik hapsetme denir. Bu yöntem, bilim insanlarının ince bir gazı, atom çekirdeklerinin kaynaşıp daha fazla enerji açığa çıkaracak kadar enerjiye sahip olana kadar ısıtmasına olanak tanır.
Fransa’daki bir sonraki adım ise şu anda aynı bölgede montajı devam eden daha büyük ITER cihazı olacak.
ITER, plazmadaki yaklaşık 50 megavatlık ısıtma gücünden yaklaşık 500 megavatlık füzyon gücü üretecek şekilde tasarlanmıştır.
Bunun diğer kayıtlarla nasıl uyuştuğu
Uzun süre, füzyon bulmacasının sadece bir parçasıdır. Enerji çıkışı da bir diğer önemli göstergedir.
İngiltere’de JET tesisi, çok az miktarda yakıtla beş saniyelik bir darbede 69 megajoule füzyon enerjisi üretti; bu bir rekor .
Bu sonuç, kısa bir süre için yüksek enerji salınımı gösterirken, WEST çalışması yüksek füzyon gücü hedeflemeden uzun bir süre istikrar gösterdi .
Farklı cihazlar farklı sınırları zorlar ve bu, tasarım gereğidir. Birlikte, gelecekteki bir tesisin güvenilir bir şekilde ne yapması gerektiğini haritalandırırlar.
Uzun darbelerin önemi nedir?
Bir enerji santrali, sağlıklı kalarak uzun süreler boyunca çalışmalıdır. Bu, sabit sıcaklıklar, temiz yakıt ve plazmayı aşındırmayan veya kirletmeyen bileşenler anlamına gelir.
Bu aynı zamanda iyi egzoz kontrolü anlamına da gelir. Plazma, manyetik alanın arkasındaki metal yüzeylerin güvenli sınırlar içinde kalması için ısıyı ve parçacıkları kontrollü bir şekilde yaymalıdır.
Malzemeler bu çalışmanın merkezinde yer alıyor. WEST’in divertör bölgesinde kullanılan tungsten, ısıyı iyi tolere ediyor ancak yine de hasar veya istenmeyen kirlilikleri önlemek için dikkatli bir çalışma gerektiriyor.
22 dakikalık plazma, net elektrik anlamına gelmez. WEST bir araştırma cihazıdır ve bu test, tükettiğinden daha fazla enerji üretmek yerine, kararlılık ve kontrole odaklanmıştır.
Net enerji, plazma yoğunluğu, sıcaklık ve makinenin ısıyı ve parçacıkları ne kadar iyi hapsettiği gibi birçok faktöre bağlıdır. Bu, tamamen açabileceğiniz tek bir düğme değil, çok değişkenli bir sorundur.
Plazma, füzyon ve gelecek
CEA ekibi, plazma süresini saatlerce uzatan ve gücü kademeli olarak artıran daha uzun kampanyalar planlıyor. Her bir uzatma, güvenli ve tekrarlanabilir çalışma için oyun planını güçlendiriyor.
WEST’ten gelen veriler, mühendislerin ITER’i çevrimiçi olduğunda nasıl çalıştıracaklarını belirleyecek. Deneyden daha büyük makineye yapılan bu aktarım, füzyonun laboratuvar çalışmalarından tesisle ilgili senaryolara nasıl taşındığını gösteriyor.
Füzyon reaksiyonları, fisyon gibi uzun ömürlü radyoaktif atık üretmez. Ancak hızlı nötronlar, plazmanın etrafındaki metal yapıları aktive edebilir, bu nedenle malzeme seçimi ve tasarımı önemlidir.
Uluslararası kılavuzda, füzyonun en uzun ömürlü atıkları önlediği ancak yine de sınırlı süreler boyunca elleçlenmesi ve depolanması gereken aktif bileşenler ürettiği ve sahada kapalı bir devrede kısa yarı ömre sahip radyoaktif bir izotop olan trityum kullandığı belirtiliyor.
Bu bağlam, araştırmacıların bileşen dayanıklılığına ve yakıt ile egzozun dikkatli kontrolüne neden önem verdiğini açıklıyor.
Tüm bu engellere rağmen, WEST’teki ilerleme pratik füzyon enerjisine bir adım daha yaklaşıldığını gösteriyor. Her rekor, makinelerin plazmaları daha uzun süre, daha sıcak ve daha temiz tutabileceğinin ve bir gün büyük miktarlarda güvenli ve güvenilir güç sağlayabilecek reaktörlerin temelini atabileceğinin kanıtı niteliğinde.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Fransa Füzyon Reaktörünü Çalıştırmada Yeni Bir Dünya Rekoru Kırdı
Vücudun İçine Kemik İmplantları ‘Yazdırmak’ İçin Teknoloji Geliştirildi